奇怪的全局变量行为，一旦变量名称被更改，问题就会消失
在我的大学练习中，我遇到了变量的奇怪行为。
/* Main parameters */ double sizeX, sizeY; /* Size of the global domain */ int nPartX, nPartY; /* Particle number in x, y direction */ int nPart; /* Total number of particles */ int nCellX, nCellY; /* (Global) number of cells in x, y direction */ int steps; /* Number of timesteps */ double dt; /* Stepsize for timesteps */ int logs; /* Whether or not we want to keep logfiles */ void ReadInput(const char *fname) { FILE *fp; char c; Debug("ReadInput", 0); if(rank == 0) { fp = fopen(fname, "r"); if(!fp) Debug("Cannot open input file", 1); if(fscanf(fp, "sizeX: %lf\n", &sizeX) != 1) Debug("sizeX?", 1); if(fscanf(fp, "sizeY: %lf\n", &sizeY) != 1) Debug("sizeY?", 1); if(fscanf(fp, "nPartX:%i\n", &nPartX) != 1) Debug("nPartX?", 1); if(fscanf(fp, "nPartY:%i\n", &nPartY) != 1) Debug("nPartY?", 1); if(fscanf(fp, "nCellX:%i\n", &nCellX) != 1) Debug("nCellX?", 1); //read value is 10 if(fscanf(fp, "nCellY:%i\n", &nCellY) != 1) Debug("nCellY?", 1); if(fscanf(fp, "steps: %li\n", &steps) != 1) Debug("steps?", 1); //here the nCellX variable value 10 is changed somehow to 0 if(fscanf(fp, "dt: %lf\n", &dt) != 1) Debug("dt?", 1); if(fscanf(fp, "logs: %c\n", &c) != 1) Debug("logs?", 1); logs = (c == 'y'); fclose(fp); } printf("(%i) reporting in...\n", rank); MPI_Bcast(&sizeX, 1, MPI_DOUBLE, 0, grid_comm); MPI_Bcast(&sizeY, 1, MPI_DOUBLE, 0, grid_comm); MPI_Bcast(&nPartX,1, MPI_INT, 0, grid_comm); MPI_Bcast(&nPartY,1, MPI_INT, 0, grid_comm); MPI_Bcast(&nCellX,1, MPI_INT, 0, grid_comm); MPI_Bcast(&nCellY,1, MPI_INT, 0, grid_comm); MPI_Bcast(&steps, 1, MPI_INT, 0, grid_comm); MPI_Bcast(&dt, 1, MPI_DOUBLE, 0, grid_comm); MPI_Bcast(&logs, 1, MPI_INT, 0, grid_comm); nPart = nPartX * nPartY; dt2 = dt * dt; } 老师和我得出结论，如果我们将变量名称从“nCellX”更改为“nCellX_2”，问题就会消失，代码会按预期工作。 另一个有趣的事情是，只有这个单一的全局变量有这个问题，其他变量才能正常工作。 我想知道是否有人遇到过这种类型的问题。 任何指南/解释将不胜感激。
如果这个问题不够清楚，请告诉我，如果需要完整代码，我也可以提供。 通常，代码是粒子在单元格中的并行算法。
以下代码行可能会导致问题：
if(fscanf(fp, "steps: %li\n", &steps) != 1) Debug("steps?", 1);
%li表示长整数，可能是64位，而steps是int ，可能是32位。 格式说明符应为%i而不是%li 。
是否存在实际问题取决于环境（例如，如果构建64位应用程序，则很可能是一个问题）。 如果存在64位与32位不匹配，则fscanf调用将覆盖内存并可能破坏内存布局中的steps之后的任何变量（可能是nCellX ）。 请注意，使用-Wall选项应该警告您这种情况。 为什么将nCellX的名称更改为不同的名称应掩盖问题尚不清楚，但似乎更改名称可能会导致内存中变量布局的更改; 我怀疑C标准是不允许的（虽然我没看过）。
作为对@Mark Wilkins＆Co。评论的确认，我试图certificate命名定义可以产生影响。
案件：
fprintf()接受一个指针 ，它存储它所读取的内容。 它不知道它指向的类型，但从格式中获取定义并转换参数。 像sscanf("36", "%i", &my_dest); – > number = va_arg(vl, int*);
为编译器使用正确的标志来捕获它
当exec启动程序时，它通常为称为BSS的区域中的未初始化数据（即int foo;）分配地址。 （参见图1下方的图）。
在许多系统上，这将来自低内存地址。
为了certificate发生了什么（在给定的系统上），我们有如下：
我从以下开始：
/* global scope */ unsigned char unA; unsigned char unB; unsigned char unC; unsigned int unD;
清单1
在main()我说：
unA = '1'; unB = '2'; unC = '3'; /* bit shifting the "string" NAC! into unD, reverse order as my system is LSB * first (little-endian), unD becomes 558055758 => by byte ASCII !CNA */ unD = 0 | ('!' << 24) | ('C' << 16) | ('A' << 8) | 'N';
清单2
并指向unA的unsigned char指针并转储以下16个字节，这导致：
转储的格式为[char
+-- Address of unA | 0x804b06c: 1.3.0000N.AC!. 2.00000000000000 | | |_____| | | | | +--- unB | | +--------- unD | +------------------ unC +-------------------- unA
清单3
然后我将unB名称更改为unB ，文件中的顺序相同：
unsigned char unA; unsigned char un2; unsigned char unC; unsigned int unD;
清单4
现在我的转储给出：
+-- Address of unA | 0x804b06c: 1.3.2.00NAC!. 0000000000000000 | | | |_____| | | | +--------- unD | | +---------------- unB | +------------------ unC +-------------------- unA
清单5
可以看出地址/对齐的顺序已经改变。 类型无变化，仅限于名称。
分配错误的类型：
然后下一步是转换和溢出范围的类型。 将unB更改回unB 。 我们在列表3中进行了对齐。
我们创建一个设置字节的函数（在一个4字节/ 32位int的系统上），高阶为：
void set_what(unsigned int *n) { *n = 0 | ('t' << 24) | ('a' << 16) | ('h' << 8) | 'w'; /* or *n = 0x74616877; in an ASCII environment * 0x74 0x61 0x68 0x77 == tahw */ }
清单6
在main()我们说：
/* dump */ set_what((unsigned int*)&unA); /* dump */
清单7
得到：
0x804b06c: 1.3.0000N.AC!. 2.00000000000000 0x804b06c: whatNAC!. 2.00000000000000
清单8
要么：
set_what((unsigned int*)&unB); -> Yield: 0x804b06c: 1.3.0000N.AC!. 2.00000000000000 0x804b06c: 1.3.0000N.AC!. what00000000 set_what((unsigned int*)&unC); -> Yield: 0x804b06c: 1.3.0000N.AC!. 2.00000000000000 0x804b06c: 1.whatAC!. 2.00000000000000
清单9
正如人们所看到的那样，数据是过度编写的，无论类型和内容都没有。
在某些情况下，这将导致SIGSEGV。
对于代码中的问题，如前面的评论中所述，但我重复一遍。
在声明中你说int steps和fscanf()你指定%li这是一个long int而不是int 。 在几个系统上，这可能影响不大，但在64位系统上一切都很糟糕。
由asm检查：
我们复制代码并制作两个副本，一个带有long int steps; 和一个有int steps; 命名为A ： lin_ok.c和B ： lin_bad.c 。 然后我们创建一些asm输出。
A $ cpp lin_ok.c > lin_ok_m32.i A $ cpp lin_ok.c > lin_ok_m64.i B $ cpp lin_bad.c > lin_bad_m32.i B $ cpp lin_bad.c > lin_bad_m64.i A $ gcc -std=c89 -m32 -S lin_ok_m32.i A $ gcc -std=c89 -m64 -S lin_ok_m64.i B $ gcc -std=c89 -m32 -S lin_bad_m32.i B $ gcc -std=c89 -m64 -S lin_bad_m64.i $ diff lin_ok_m32.s lin_ok_m64.s | head 9c9 < .comm steps,4,4 ; reserve 4 bytes --- > .comm steps,8,8 ; reserve 8 bytes ...
可以看出，代码指示在64位上保留8个字节，在32位（本系统）上保留4个steps 。
如果使用gcc，请使用更多标志进行编译。 我个人使用，通常：
gcc -Wall- Wextra -pedantic -std = c89 -o main main.c或
-std=c99如果需要的话。
这将为您提供有关scanf中错误类型等问题的警告。
正在运行的应用程序的布局示例。 它可以完全不同，取决于系统等，但是aprox AFAIK 。 希望我已经完成了大部分工作。
________________ _________________ [ ] [ ] [ ] [ Physical memory ] [ Virtual memory ] <-- Translation --> [ ] [ range ] table { - - - - - - - - } [________________] [ ] | [_________________] | +--+ high address : Virtual address | 0xF00 +-------------------+'''''''''''''''''' Runnning env | argv, env-vars, ..| | 0xBFF +-------------------+ | ptr | stack | <- Running storage, where | |... grows down ...| fun_a should return, local | 0xC0000000 on | | variables, env, ... | linux Intel x86 | < huge area > | New frame allocated for | | | recursive calls etc. | |... grows up ...| | | | <- Dynamic memory alloc. | | heap | malloc, etc | 0x9e49+-------------------+ | | double sizeX; | <- Uninitialized data | bss | ... | BSS 000000 ... | seg. | int nCellY | | | int steps; | | 0x804c+-------------------+''''''''''''''''''''' Stored '| --- edata data | | on | seg. | int rank = 0; | <- Initialized data disk | 0x804b+-------------------+ : | --- etext | main() | : | text | mov ecx, edx | <- Instructions : | 0x08048000 on seg. | ELF, or the like | Layout, link, etc : | linux Intel x86 0x8040+-------------------+ '''''''''''''''''''''''''''''' | +--- low address : Virtual address
图。1。